二氧化碳有效转化是“碳中和”的重要研究方向,CO2与H2在催化剂条件下可转化为C2H4、CH3OH。回答下列问题:
Ⅰ.转化为C2H4(g)的反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)ΔH<0。
(1)在恒压密闭容器中,起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应,该反应在不同的温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。

①图中表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是 ll(填字母)。357℃时可以证明反应达到平衡状态的标志为 bcbc(填字母)。
a.v正(CO2)=2v逆(H2O)
b.容器中H2的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为KA、KB、KC,则三者从大到小的排列顺序为 KB>KA>KCKB>KA>KC。
③B点反应达到平衡后,CO2的平衡转化率为 66.7%66.7%(计算结果保留一位小数),若平衡时总压为P,则平衡常数Kp=(19P)×(49P)4(19P)2×(13P)6(19P)×(49P)4(19P)2×(13P)6(列出计算式,以分压表示,气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
(2)其他条件相同,分别在X、Y两种催化剂作用下,将2molCO2(g)和6molH2(g)充入体积为1L的密闭容器内,测得反应相同时间时CO2的转化率与温度的关系如图2所示。

使用催化剂X,当温度高于320℃时,CO2的转化率逐渐下降,其原因是 温度高于320℃时,催化剂X的活性降低,反应速率减慢温度高于320℃时,催化剂X的活性降低,反应速率减慢。根据图象,不能不能(填“能”或“不能”)计算280℃时该反应的平衡常数,其理由是 280℃时,在两种催化剂的作用下,反应均未达到平衡状态280℃时,在两种催化剂的作用下,反应均未达到平衡状态。
Ⅱ.(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH。主要反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ⋅mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ⋅mol-1
则CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为 CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90kJ⋅mol-1CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90kJ⋅mol-1。
(
1
9
P
)
×
(
4
9
P
)
4
(
1
9
P
)
2
×
(
1
3
P
)
6
(
1
9
P
)
×
(
4
9
P
)
4
(
1
9
P
)
2
×
(
1
3
P
)
6
【考点】化学平衡的计算;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
【答案】l;bc;KB>KA>KC;66.7%;;温度高于320℃时,催化剂X的活性降低,反应速率减慢;不能;280℃时,在两种催化剂的作用下,反应均未达到平衡状态;CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90kJ⋅mol-1
(
1
9
P
)
×
(
4
9
P
)
4
(
1
9
P
)
2
×
(
1
3
P
)
6
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:33引用:1难度:0.6
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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